JP6969890B2

JP6969890B2 - ウエブの巻取り装置

Info

Publication number: JP6969890B2
Application number: JP2017088854A
Authority: JP
Inventors: 行良中村
Original assignee: 株式会社ヒラノテクシード
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2037-04-27
Also published as: JP2018184292A

Description

本発明は、ウエブの巻取り装置に関するものである。

従来、長尺状のウエブに塗工液を塗工し、その後に乾燥して処理を終えたものは、巻取り装置によって巻軸に巻き付けている。

特許第５３９３９７号公報

上記のように巻軸にウエブを巻き付ける場合に、この巻取りが均一に行われず、ウエブが巻軸に竹の子状に巻かれる場合があるという問題点があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、巻軸にウエブを均一に巻くことができるウエブの巻取り装置を提供することを目的とする。

本発明は、水平に公転する主回転軸と、前記主回転軸を公転させる公転手段と、前記主回転軸から突出した左右一対の第１主支持腕と、前記主回転軸から突出し、前記第１主支持腕から１８０°離れた左右一対の第２主支持腕と、前記第１主支持腕と前記第２主支持腕との間であって、かつ、前記第１主支持腕から前記主回転軸を中心として９０°離れた位置において、前記主回転軸から突出した左右一対の第１補助腕と、前記第２主支持腕と前記第１主支持腕との間であって、かつ、前記第２主支持腕から前記主回転軸を中心として９０°離れた位置において、前記主回転軸から突出した左右一対の第２補助腕と、左右一対の前記第１主支持腕の間に自転するように取り付けられた第１巻軸と、左右一対の前記第２主支持腕の間に自転するように取り付けられた第２巻軸と、前記主回転軸とは偏心した位置と、前記位置から前記主回転軸を中心として１８０°離れた位置のそれぞれに腕回転軸を介して回転自在に取り付けられた２組の左右一対のタッチ支持腕と、左右一対の前記タッチ支持腕の一方の先端の間に回転自在に支持され、前記第１巻軸又は第２巻軸に巻かれた前記ウエブに接触しつつ回転するタッチロールと、左右一対の前記タッチ支持腕の他方の先端にそれぞれ設けられた重りと、左右一対の前記第１補助腕と左右一対の前記第２補助腕のそれぞれに設けられ、左右一対の前記タッチ支持腕をそれぞれ移動させて、前記タッチロールを前記ウエブに押圧する左右一対の押圧手段と、左右一対の前記タッチ支持腕にそれぞれ設けられ、前記ウエブへの前記タッチロールの押圧力を検出する左右一対の検出手段と、制御部と、を有し、前記制御部は、左右一対の前記検出手段が検出した左右の押圧力が同じになるように、左右一対の前記押圧手段を制御し、前記タッチロールが、前記第１巻軸又は前記第２巻軸に巻回された前記ウエブの幅方向において均一に押圧し、前記ウエブの巻径が大きくなるほどに、左右の前記押圧力が小さくなるように、左右一対の前記押圧手段を制御する、ウエブの巻取り装置である。

本発明によれば、タッチロールの左右の押圧力が同じになるため、タッチロールにタッチされているウエブは、巻軸に綺麗に巻かれる。

本実施形態の巻取り装置の説明図である。第１巻軸と第１タッチロールの一部欠裁平面図である。第１タッチロールを第１巻軸に押圧した状態であって、ウエブの巻径が最小のときの図である。第１タッチロールを第１巻軸に押圧した状態であって、ウエブの巻径が図３の巻径より大きくなったときの図である。第１タッチロールを第１巻軸に押圧した状態であって、ウエブの巻径が図４の巻径より大きくなったときの図である。第１タッチロールを第１巻軸に押圧した状態であって、ウエブの巻径が最大になったときの図である。巻取り装置のブロック図である。第１タッチロールの押圧力とウエブの巻径との関係を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態のウエブＷの巻取り装置１０について図１〜図７を参照して説明する。ウエブＷとしては、長尺状のフィルム、金属泊、紙、布帛などである。本実施形態の巻取り装置１０は、ウエブＷを巻軸１，２に巻き取る巻取りユニット３と、巻取りユニット３にウエブＷを案内する案内ユニット４とより構成されている。

（１）巻取りユニット３の構成
巻取り装置１０の巻取りユニット３の構成について図１、図２を参照して説明する。図１に示すように、水平な床に載置された基台１２から左右一対の支持脚１４，１４が立設されている。左右一対の支持脚１４，１４の上部には、水平に、かつ、回転自在に主回転軸１６が架け渡されている。

主回転軸１６から左右一対の第１主支持腕１８，１８が突出している。第１主支持腕１８，１８から１８０°離れた位置において第２主支持腕２０，２０が主回転軸１６から突出している。

主回転軸１６において、第１主支持腕１８と第２主支持腕２０との間であって、かつ、９０°離れた位置から、左右一対の第１補助腕２２，２２が突出している。第２主支持腕２０，２０と第１主支持腕１８，１８の間であって、９０°離れた位置からは左右一対の第２補助腕２４，２４が突出している。

左右一対の第１主支持腕１８，１８の先端には、図２に示すように、左右一対の第１チャック２６，２６が設けられている。左右一対の第１チャック２６，２６の間には、着脱自在に第１巻軸１が取り付けられる。第１巻軸１は、第１チャック２６，２６と共に回転する。

左右一対の第２主支持腕２０，２０の先端には、図２に示すように、左右一対の第２チャック２８，２８が設けられている。左右一対の第２チャック２８，２８の間には、着脱自在に第２巻軸２が取り付けられる。第２巻軸２は、第２チャック２８，２８と共に回転する。

左右一対の第１補助腕２２，２２の先端には、第１補助ロール３０が回転自在に架け渡されている。

左右一対の第２補助腕２４，２４の先端には、第２補助ロール３２が回転自在に架け渡されている。

基台１２には、主回転軸１６を回転させる公転モータ３４が設けられている。ここで、「公転」とは、主回転軸１６を公転モータ３４によって回転させ、第１主支持腕１８、第２主支持腕２０、第１補助腕２２、第２補助腕２４を、図１においては反時計回りの方向に回転させることをいう。

基台１２には、第１チャック２６を回転させる第１自転モータ３６が設けられている。また、第２チャック２８を回転させる第２自転モータ３８が設けられている。ここで、「自転」とは、第１巻軸１又は第２巻軸２を回転させてウエブＷを巻き取ることをいう。

コンピュータよりなる巻取り装置１０の制御部５が、基台１２に設けられている。

（２）第１タッチロール４６と第２タッチロール６６
次に、第１タッチロール４６と第２タッチロール６６について説明する。

主回転軸１６の近傍において、水平方向に第１腕回転軸４０が設けられている。この第１腕回転軸４０は、主回転軸１６とは偏心した位置に回転自在に固定されている。

第１腕回転軸４０の左右両側から左右一対の第１左タッチ支持腕４２、第１右タッチ支持腕４４が設けられている。

左右一対の第１左タッチ支持腕４２、第１右タッチ支持腕４４の一方の端部には、図２に示すように、ベアリング４５，４５を介して第１タッチロール４６が回転自在に設けられている。第１タッチロール４６の回転軸は、第１巻軸１と平行である。

左右一対の第１左タッチ支持腕４２、第１右タッチ支持腕４４の他方の端部には、図１に示すように、第１重り４８，４８が設けられている。第１左タッチ支持腕４２、第１右タッチ支持腕４４において、第１タッチロール４６と第１腕回転軸４０の距離と第１重り４８と第１腕回転軸４０の比率は、例えば８対２又は９対１に設けられている。但し、この比率は第１タッチロール４６と第１重り４８の重さによって決定される。

第１左タッチ支持腕４２において、第１腕回転軸４０の近傍から第１偏心突部５０が突出している。第１右タッチ支持腕４４においても同様に第１偏心突部５０が突出している。左の第１補助腕２２の先端と、第１左タッチ支持腕４２の第１偏心突部５０との間には、第１左エアーシリンダ５２が取り付けられている。また、右の第１補助腕２２の先端と、第１右タッチ支持腕４４の第１偏心突部５０との間には、第１右エアーシリンダ５４が取り付けられている。第１左エアーシリンダ５２と第１右エアーシリンダ５４が伸縮することにより、左右一対の第１左タッチ支持腕４２、第１右タッチ支持腕４４が第１腕回転軸４０を中心に回転する。そして、第１タッチロール４６が、後から説明するように第１巻軸１に押圧される。

第１左タッチ支持腕４２の一方の先端の近傍には、圧力センサよりなる第１左センサ５６が設けられている。この第１左センサ５６によって、第１タッチロール４６の左側のウエブＷに対する圧力を検出できる。

第１右タッチ支持腕４４の一方の先端の近傍には、圧力センサよりなる第１右センサ５８が設けられている。この第１右センサ５８によって、第１タッチロール４６の右側のウエブＷに対する圧力を検出できる。

主回転軸１６の近傍であって、第１腕回転軸４０から１８０°離れた位置に第２腕回転軸６０が設けられている。この第２腕回転軸６０は、第２巻軸２と平行であり、かつ、第２主支持腕２０とは偏心した位置に回転自在に固定されている。

第２腕回転軸６０の左右両側には、左右一対の第２左タッチ支持腕６２、第２右タッチ支持腕６４が設けられている。

左右一対の第２左タッチ支持腕６２、第２右タッチ支持腕６４の一方の端部には、図２に示すように、ベアリング６５，６５を介して第２タッチロール６６が回転自在に設けられている。第２タッチロール６６の回転軸は、第２巻軸２と平行である。

左右一対の第２左タッチ支持腕６２、第２右タッチ支持腕６４の他方の端部には、図１に示すように、第２重り６８，６８が設けられている。第２左タッチ支持腕６２、第２右タッチ支持腕６４において、第２タッチロール６６と第２腕回転軸６０の距離と第２重り６８と第２腕回転軸６０の比率は、例えば８対２又は９対１に設けられている。但し、この比率は第２タッチロール６６と第２重り６８の重さによって決定される。

第２左タッチ支持腕６２において、第２腕回転軸６０の近傍から第２偏心突部７０が突出している。第２右タッチ支持腕６４においても同様に第２偏心突部７０が突出している。左の第２補助腕２２の先端と、第２左タッチ支持腕６２の第２偏心突部７０との間には、第２左エアーシリンダ７２が取り付けられている。また、右の第２補助腕２２の先端と、第２右タッチ支持腕６４の第２偏心突部７０との間には、第２右エアーシリンダ７４が取り付けられている。第２左エアーシリンダ７２と第２右エアーシリンダ７４が伸縮することにより、左右一対の第２左タッチ支持腕６２、第２右タッチ支持腕６４が第２腕回転軸６０を中心に回転する。そして、第２タッチロール６６が、後から説明するように第２巻軸１に押圧される。

第２左タッチ支持腕６２の一方の先端の近傍には、圧力センサよりなる第２左センサ７６が設けられている。この第２左センサ７６によって、第２タッチロール６６の左側のウエブＷに対する圧力を検出できる。

第２右タッチ支持腕６４の一方の先端の近傍には、圧力センサよりなる第２右センサ７８が設けられている。この第２右センサ７８によって、第２タッチロール６６の右側のウエブＷに対する圧力を検出できる。

（３）案内ユニット４の構成
次に、案内ユニット４の構成について図１を参照して説明する。案内ユニット４は、基台１２の上面であって、巻取りユニット３の隣に設けられている。

基台１２から、フレーム１００が立設されている。このフレーム１００には、水平方向に移動自在な移動装置１０２が設けられている。

移動装置１０２は、本体１１４の先端に巻付けロール１１６が回転自在に設けられている。この巻付けロール１１６は、案内ロール１０４，１０６，１０８から案内されたウエブＷを第１巻軸１又は第２巻軸２に巻き付けるためのロールである。本体１１４は、移動モータ１１８によってレール１２０の上を水平方向に移動する。本体１１４を巻付けロール１１６と共に移動させる理由は、ウエブＷを巻き付けていくと巻取り径が大きくなるため、その大きくなった巻取り径の分だけ巻付けロール１１６を退避させるためのものである。また、この移動装置１０２の巻付けロール１１６にウエブＷを外部から案内するための案内ロール１０４，１０６，１０８が回転自在に設けられている。

移動装置１０２の上方には、上カッター装置１１０が設けられ、移動装置１０２の下方には下カッター装置１１２が設けられている。

上カッター装置１１０は、回転軸１２４を中心に回転自在であり、その先端に上カッター１２６が設けられている。この上カッター装置１１０は、図２に示すようにエアーシリンダよりなる上カッター駆動部１２８によって回転自在であり、ウエブＷを幅方向に切断する。

下カッター装置１１２も、回転軸１３０を中心に回転自在であり、その先端に下カッター１３２が設けられている。この下カッター装置１１２も、図２に示すようにエアーシリンダよりなる下カッター駆動装置１３４によって回転自在であり、ウエブＷを幅方向に切断する。

（４）巻取り装置１０の電気的構成
次に、巻取り装置１０の電気的構成について図７を参照して説明する。巻取り装置１０の制御部５は、中央処理装置、キーボードやマウスなどの入力装置、ディスプレイ、スピーカなどの出力装置を有している。

制御部５には、図７のブロック図に示すように、公転モータ３４、第１自転モータ３６、第２自転モータ３８、移動モータ１１８、上カッター駆動部１２８、下カッター駆動装置１３４が接続されている。

制御部５には、第１左エアーシリンダ５２が、第１左電空変換器５３を介して接続され、第１右エアーシリンダ５４が、第１右電空変換器５５を介して接続されている。制御部５には、第１左センサ５６と第１右センサ５８が接続されている。

制御部５には、第２左エアーシリンダ７２が、第２左電空変換器７３を介して接続され、第２右エアーシリンダ７４が、第２右電空変換器７５を介して接続されている。制御部５には、第２左センサ７６と第２右センサ７８が接続されている。

（５）巻取り装置１０の動作状態
巻取り装置１０の動作状態について図１、図３〜図８を参照して説明する。

初期状態において、図１に示すように、第１巻軸１が、左右一対の第１主支持腕１８の間に架け渡され、第１主支持腕１８が水平状態にあって、第１巻軸１が巻付けロール１１６の近傍に位置している。以下この位置を「巻付け位置」という。一方、水平状態にある左右一対の第２主支持腕２０，２０の間に、空の第２巻軸２が取り付けられている。以下この位置を「取り付け位置」という。制御部５は、第１自転モータ３６によってウエブＷを第１巻軸１に巻き付ける走行速度に合わせて、下記の工程を順番に行う。

第１工程において、制御部５は、第１巻軸１を巻付け位置において、反時計回りの方向に自転させる（図１参照）。ウエブＷは、案内ロール１０４、１０６，１０８を経て巻付けロール１１６の下周面を通り、自転している第１巻軸１に上巻で巻き付けられていく。この状態において、図３に示すように、第１タッチロール４６は、第１巻軸１に巻き付いていくウエブＷの下周面からウエブＷを幅方向に均一に押圧する。制御部５は、第１左センサ５６が検出した左の押圧力と第１右センサ５８が検出した右の押圧力が等しくなるように、第１左エアーシリンダ５２と第１右エアーシリンダ５４を制御する。これによって、ウエブＷの巻付きがばらついたりしない。

第２工程において、図４〜図５に示すように、第１巻軸１に巻き付いているウエブＷの巻径が大きくなると、制御部５は、図１の点線に示すように、移動装置１０２の本体１１４を移動モータ１１８で移動させ、大きくなる巻径に併せて巻付けロール１１６を退避させる。また、制御部５は、巻径が大きくなるウエブＷに接触している第１タッチロール４６に関しても、図４〜図５に示すように、巻径と共に第１左タッチ支持腕４２を回転させ移動させていく。このときに、制御部５は、第１タッチロール４６が左右均等にウエブＷに接触するように、第１左センサ５６と第１右センサ５８によって左の押圧力と右の押圧力を検出し、第１左エアーシリンダ５２と第１右エアーシリンダ５４を制御している。

第３工程において、制御部５は、図３〜図６に示すように、ウエブＷの巻径が大きくなるほど、図８に示すように第１タッチロール４６の押圧力を小さくする。ウエブＷの巻径が大きくなるほど第１タッチロール４６の押圧力を小さくする理由は、巻径が大きくなると中心に近いウエブＷに対する外周からのウエブＷの巻き付け力が大きくなり、その中心部に近いウエブＷに皺が発生するためであって、外周に近いウエブＷの巻き付け力を弱め、皺が発生しないようにしている。図８は、押圧力と巻径との関係を示したグラフであり、縦軸が押圧力を示し、横軸が巻径を示し、点Ａが図３の状態を示し、点Ｂが図４の状態を示し、点Ｃが図５の状態を示し、点Ｄが図６の状態を示している。縦軸は、第１タッチロール４６が、空の第１巻軸１に真下からタッチした状態の押圧力を１００とし、数字が下がるほどその押圧力が小さいことを示し、横軸は、巻径（直径）である。

第４工程において、第１巻軸１にウエブＷが図６に示すように、ほぼ満巻状態になると、制御部５は、第１主支持腕１８、第２主支持腕２０、第１補助腕２２、第２補助腕２４を主回転軸１６を中心として反時計回りの方向に公転させ、第１巻軸１を巻付け位置から取り外し位置に公転させる（図１参照）。このときに、第１タッチロール４６は、ウエブＷに接触したまま公転する。

第５工程において、第１主支持腕１８が巻付け位置から取り外し位置まで公転すると、ウエブＷは、図１の点線に示すように、巻付けロール１１６、第２補助ロール３２を経て第１巻軸１に上巻状態となる。そのため、満巻状態になると、制御部５は、上カッター装置１１０を上カッター駆動部１２８によって駆動させて、ウエブＷを幅方向に切断する。この状態において、空の第２巻軸２が、巻付け位置にあるため、切断後には、引き続きウエブＷの巻取りを行うことができる。第２巻軸２においても、第１巻軸１と同様にウエブＷを巻き付けることができる。

（６）効果
本実施形態によれば、第１左エアーシリンダ５２と第１右エアーシリンダ５４によって第１タッチロール４６をウエブＷの幅方向に均一に押圧できるため、第１巻軸１にウエブＷが巻かれる場合にずれたりして、竹の子状にならない。

また、ウエブＷの巻径が大きくなるほど第１タッチロール４６の押圧力を小さくするため、ウエブＷの表面に第１タッチロール４６の跡が付かない。

（７）変更例
上記実施形態では、第１巻軸１又は第２巻軸２に上巻状態を説明したが、これに代えて第１巻軸１又は第２巻軸２に下巻状態でもよい。このときには下カッター装置１１２によってウエブＷを切断すればよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Ｗ・・・ウエブ、１・・・第１巻軸、２・・・第２巻軸、３・・・巻取り部、４・・・案内部、５・・・制御部、１０・・・巻取り装置、１２・・・基台、１４・・・支持脚、１６・・・主回転軸、１８・・・第１主支持腕、２０・・・第２主支持腕、３４・・・公転モータ、３６・・・第１自転モータ、３８・・・第２自転モータ、４０・・・第１腕回転軸、４２・・・第１左タッチ支持腕、４４・・・第１右タッチ支持腕、４６・・・第１タッチロール、５２・・・第１左エアーシリンダ、５４・・・第１右エアーシリンダ、５６・・・第１左センサ、５８・・・第１右センサ、６０・・・第２腕回転軸、６２・・・第２左タッチ支持腕、６４・・・第２右タッチ支持腕、６６・・・第２タッチロール、７２・・・第２左エアーシリンダ、７４・・・第２右エアーシリンダ、７６・・・第２左センサ、７８・・・第２右センサ

Claims

水平に公転する主回転軸と、
前記主回転軸を公転させる公転手段と、
前記主回転軸から突出した左右一対の第１主支持腕と、
前記主回転軸から突出し、前記第１主支持腕から前記主回転軸を中心として１８０°離れた左右一対の第２主支持腕と、
前記第１主支持腕と前記第２主支持腕との間であって、かつ、前記第１主支持腕から前記主回転軸を中心として９０°離れた位置において、前記主回転軸から突出した左右一対の第１補助腕と、
前記第２主支持腕と前記第１主支持腕との間であって、かつ、前記第２主支持腕から前記主回転軸を中心として９０°離れた位置において、前記主回転軸から突出した左右一対の第２補助腕と、
左右一対の前記第１主支持腕の間に自転するように取り付けられた第１巻軸と、
左右一対の前記第２主支持腕の間に自転するように取り付けられた第２巻軸と、
前記主回転軸とは偏心した位置と、前記位置から前記主回転軸を中心として１８０°離れた位置のそれぞれに腕回転軸を介して回転自在に取り付けられた２組の左右一対のタッチ支持腕と、
左右一対の前記タッチ支持腕の一方の先端の間に回転自在に支持され、前記第１巻軸又は第２巻軸に巻かれた前記ウエブに接触しつつ回転するタッチロールと、
左右一対の前記タッチ支持腕の他方の先端にそれぞれ設けられた重りと、
左右一対の前記第１補助腕と左右一対の前記第２補助腕のそれぞれに設けられ、左右一対の前記タッチ支持腕をそれぞれ移動させて、前記タッチロールを前記ウエブに押圧する左右一対の押圧手段と、
左右一対の前記タッチ支持腕にそれぞれ設けられ、前記ウエブへの前記タッチロールの押圧力を検出する左右一対の検出手段と、
制御部と、
を有し、
前記制御部は、
左右一対の前記検出手段が検出した左右の押圧力が同じになるように、左右一対の前記押圧手段を制御し、前記タッチロールが、前記第１巻軸又は前記第２巻軸に巻回された前記ウエブの幅方向において均一に押圧し、
前記ウエブの巻径が大きくなるほどに、左右の前記押圧力が小さくなるように、左右一対の前記押圧手段を制御する、
ウエブの巻取り装置。
前記押圧手段は、エアーシリンダである、
請求項１に記載のウエブの巻取り装置。
前記検出手段は、圧力センサである、
請求項１に記載のウエブの巻取り装置。
左右一対の前記第１主支持腕にそれぞれ自転自在に取り付けられた第１チャックと、
前記第１チャックを自転させる第１自転手段と、
左右一対の前記第２主支持腕にそれぞれ自転自在に取り付けられた第２チャックと、
前記第２チャックを自転させる第２自転手段と、
を有し、
前記第１巻軸は、左右一対の前記第１チャックに架け渡され、
前記第２巻軸は、左右一対の前記第２チャックに架け渡されている、
請求項１に記載のウエブの巻取り装置。
前記巻軸に巻かれた前記ウエブに接触して、前記ウエブを前記巻軸に巻き付かせるための巻付けロールと、
前記巻付けロールに前記ウエブを案内する案内ロールと、
を有する請求項１に記載のウエブの巻取り装置。
前記巻軸に巻かれる前記ウエブが増加する程に前記巻付けロールを移動させる移動手段を有する、
請求項５に記載のウエブの巻取り装置。